СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАГЛУШКИ КОРОНКИ И УСТЬЕ СКВАЖИНЫ, СОДЕРЖАЩЕЕ ТАКУЮ СИСТЕМУ Российский патент 2024 года по МПК E21B23/02 E21B33/35 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системе для закрепления заглушки коронки и к способу закрепления заглушки коронки внутри канала.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Заглушки коронки используют в нефтегазодобыче для герметизации добычного канала горизонтального фонтанного устьевого оборудования как на поверхности, так и под водой. В частности, заглушки коронки, устанавливаемые в канал подводного устьевого оборудования, создают барьер для пластового давления. Важно, чтобы при необходимости заглушку коронки можно было извлечь для обеспечения доступа с целью осуществления операций в забое скважины. Использование известных заглушек может быть проблематичным из-за количества подвижных частей и способа работы.

Используемое при добыче нефти и природного газа фонтанное устьевое оборудование, как правило, содержит узел клапанов, золотников и фитингов, используемых для регулирования потока в трубах/трубопроводах в нефтяной скважине, газовой скважине и других скважинах. Фонтанное устьевое оборудование может упоминаться просто как устьевое оборудование и более конкретно может быть определено как подводное устьевое оборудование или поверхностное устьевое оборудование. Устьевое оборудование и устье скважины связаны, но, как правило, отдельные элементы/узлы устройства/оборудования и устьевое оборудование, как правило, установлены в верхней части устья скважины.

В нефтегазодобыче используют фонтанное устьевое оборудование двух основных типов - вертикальное и горизонтальное. В вертикальном фонтанном устьевом оборудовании клапаны расположены на одной линии со стволом скважины, а в горизонтальном фонтанном устьевом оборудовании клапаны расположены под углом 90° к стволу скважины. Для обеспечения барьера от окружающей среды в горизонтальном фонтанном устьевом оборудовании требуется устанавливать заглушки коронки в стволе скважины над выпускными отверстиями для добытой текучей среды. Заглушка (заглушки) коронки должна быть герметичной и должна выдерживать давление добытых текучих сред.

Заглушки коронки должны быть съемными для обеспечения возможности осуществления операций в забое скважины, которые могут выполняться в течение всего периода эксплуатации скважины. Установка известных заглушек коронки может быть затруднительной и они могут застревать, при этом для их открепления и извлечения потребуется приложить чрезмерно большое усилие. Например, заглушки коронки могут включать в себя фиксирующие или стопорные механизмы, которые необходимы для правильного перемещения и работы. Соответственно, заглушки коронки, как правило, включают в себя множество подвижных частей. Эти механизмы включают в себя отдельные элементы и компоненты, которые выполнены с возможностью независимого перемещения и управления для установки и высвобождения заглушки коронки. Сложности, возникшие при высвобождении и извлечении заглушек коронки, могут привести к задержкам выполнения операций в забое скважины, что, таким образом, будет иметь значительные финансовые последствия.

Из US 2012/0043089 известна система для закрепления заглушки коронки, содержащая средство для закрепления заглушки коронки внутри наружного элемента канала. Заглушка канала устанавливается с помощью инструментов, спускаемых на тросе, и закрепляется в трубчатом корпусе с помощью закрепляющих элементов , выступающих из корпуса заглушки при ее установке. Однако в случае возникновения механических неполадок установка или извлечение заглушки может быть невозможным, и на устранение неполадок тратится много времени и ресурсов.

Когда такие заглушки коронки застревают или возникают проблемы с их извлечением, для работы заглушки коронки и обеспечения ее извлечения возможно потребуется применить манометрические способы или способы выбивания прихваченных коронок с применением тросовой проволоки.

Задача настоящего изобретения состоит в решении по меньшей мере одной из проблем, связанных с известным уровнем техники, независимо от того, упомянута она в настоящем документе или нет.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена система для закрепления заглушки коронки, содержащая средство для закрепления, выполненное для закрепления заглушки коронки внутри наружного элемента канала, причем указанное средство для закрепления содержит зажимную конструкцию, активируемую с получением одной из первой конфигурации и второй конфигурации, причем в первой конфигурации зажимной элемент находится в незажатой конфигурации и обеспечивает возможность перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента в осевое положение, которое выровнено с зажимным элементом зажимной конструкции, а во второй конфигурации зажимная конструкция оказывает на наружный элемент радиальное усилие, достаточное для деформации наружного элемента вовнутрь для захвата заглушки коронки и ее закрепления в осевом положении внутри канала.

Предпочтительно заглушка коронки содержит неразъемный (сплошной) компонент.

Предпочтительно заглушка коронки содержит цельный компонент.

Предпочтительно при переводе из незажатого положения в зажатое положение требуется только позиционирование заглушки коронки в зажатом положении без необходимости в выполнении каких-либо манипуляций с какими-либо элементами или компонентами (элементами для закрепления или установочными компонентами и т.д.) заглушки коронки (либо такими элементами или компонентами, расположенными на ней).

Заглушка коронки может быть закреплена на месте только с помощью зажимной конструкции. Заглушка коронки может быть закреплена на месте только путем активации и/или перемещения элементов, расположенных снаружи наружного элемента.

Предпочтительно заглушка коронки содержит наружную уплотняющую поверхность.

Предпочтительно во второй конфигурации заглушка коронки и наружный элемент образуют уплотнение типа «металл-металл». Предпочтительно во второй конфигурации заглушка коронки и наружный элемент создают уплотнение типа «металл-металл», полностью проходящее в окружном направлении.

Предпочтительно наружная уплотняющая поверхность содержит металлическую уплотняющую поверхность.

Предпочтительно наружная уплотняющая поверхность содержит упругое уплотнение и может содержать эластомерное уплотнение.

Предпочтительно наружная уплотняющая поверхность содержит кольцевое уплотнение.

Наружная уплотняющая поверхность может содержать два (или более) упругих уплотнения, которые могут быть расположены на расстоянии друг от друга в осевом направлении. Указанное или каждое упругое уплотнение может содержать эластомерное уплотнение и может содержать кольцевое уплотнение.

Наружная уплотняющая поверхность может содержать профилированную (рельефную) уплотняющую поверхность. Профилированная уплотняющая поверхность может содержать ряд расположенных на расстоянии друг от друга в осевом направлении гребней и/или желобов. Профилированная уплотняющая поверхность может содержать ряд (полностью) проходящих в окружном направлении закругленных гребней или ребер (радиальных выпуклостей), которые проходят вокруг наружной уплотняющей поверхности и в которых смежные закругленные гребни могут быть разделены промежуточными желобками или (полностью) проходящими в окружном направлении углублениями. Предпочтительно каждый закругленный гребень обеспечивает наружную уплотняющую поверхность и более предпочтительно обеспечивает плавную изогнутую/дугообразную уплотняющую поверхность, которая проходит вокруг всей окружности наружной уплотняющей поверхности.

Наружная уплотняющая поверхность может содержать первый (верхний) массив закругленных гребней и второй (нижний) массив закругленных гребней. Первый массив закругленных гребней может быть расположен на верхнем участке (уплотняющей поверхности) заглушки коронки и может быть расположен выше уплотняющего элемента (эластомерного уплотнения). Второй массив закругленных гребней может быть расположен на нижнем участке (уплотняющей поверхности) заглушки коронки и может быть расположен ниже уплотняющего элемента (эластомерного уплотнения).

Профилированная уплотняющая поверхность может содержать второй ряд расположенных на расстоянии друг от друга в осевом направлении гребней и/или желобов. Профилированная уплотняющая поверхность может содержать ряд (полностью) проходящих в окружном направлении и расположенных под углом гребней или ребер (захватных зубцов), которые проходят вокруг наружной уплотняющей поверхности и причем смежные расположенные под углом гребни могут быть разделены промежуточными желобками или (полностью) проходящими в окружном направлении углублениями. Предпочтительно каждый расположенный под углом гребень обеспечивает наружную поверхность захвата и более предпочтительно обеспечивает расположенную под углом поверхность захвата, которая проходит вокруг всей окружности наружной уплотняющей поверхности.

Наружная уплотняющая поверхность может содержать первый (верхний) массив расположенных под углом гребней и второй (нижний) массив расположенных под углом закругленных гребней. Первый массив расположенных под углом гребней может быть расположен на верхнем участке (уплотняющей поверхности) заглушки коронки и может быть расположен выше уплотняющего элемента (эластомерного уплотнения). Второй массив

расположенных под углом гребней может быть расположен на нижнем участке (уплотняющей поверхности) заглушки коронки и может быть расположен ниже уплотняющего элемента (эластомерного уплотнения).

Предпочтительно наружный элемент содержит указательный буртик, который расположен так, что при использовании он взаимодействует с указательной поверхностью (буртиком) на заглушке коронки с целью выравнивания заглушки коронки относительно зажимной конструкции.

Указательная поверхность заглушки коронки может быть образована нижней кольцевой поверхностью, которая может быть образована вокруг нижней наружной кромки заглушки коронки.

Указательная поверхность заглушки коронки может быть образована верхней кольцевой поверхностью, которая может быть образована вокруг верхней наружной кромки заглушки коронки.

Заглушка коронки может содержать конический основной корпус.

Наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки может иметь коническую форму. Коническая наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки может быть выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующим коническим участком канала (наружного элемента).

Основной корпус может быть сужен вниз от верхнего конца до нижнего конца.

Заглушка коронки может содержать основной корпус. Предпочтительно основной корпус выполнен с возможностью создания барьера поперек наружного элемента. Предпочтительно основной корпус содержит твердый корпус. Предпочтительно, твердый корпус обеспечивает заглушку или пробку, которая заполняет наружный элемент в пределах зоны уплотнения, и при этом зона уплотнения проходит вдоль осевой длины наружного элемента.

Заглушка коронки может содержать элемент для прикрепления инструмента. Элемент для прикрепления инструмента может быть расположен на верхней поверхности заглушки коронки и предпочтительно на верхней поверхности основного корпуса заглушки коронки.

Элемент для прикрепления инструмента может содержать выступ, проходящий вверх (в сторону) от верхней поверхности основного корпуса. Этот выступ может содержать горловинную часть и головную часть. Вокруг горловинной части может находиться кольцевое пространство, в которое часть инструмента для спуска может проходить и зацепляться с головкой для обеспечения возможности перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента.

Элемент для прикрепления инструмента может содержать углубление, проходящее вовнутрь в заглушку коронки. Это углубление может иметь канавку для зацепления, в которую часть инструмента для спуска может проходить и зацепляться с заглушкой коронки для обеспечения возможности перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента.

После выполнения прикрепления с помощью инструмента для спуска заглушку коронки можно извлечь после разжимания заглушки коронки.

Заглушка коронки может содержать профиль для спуска. Профиль для спуска может обеспечивать закрепление на нем инструмента для спуска.

После прикрепления инструмент для спуска может иметь возможность управляемого перемещения заглушки коронки в продольном направлении в обе стороны (противоположно проходящие осевые/продольные направления) после разжимания заглушки коронки.

Предпочтительно с помощью средств для закрепления заглушку коронки закрепляют в первом продольном направлении и в противоположном втором продольном направлении для предотвращения перемещения заглушки коронки в каком-либо из продольных направлений.

Предпочтительно в первом положении наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки выполнена с возможностью ее размещения в продольном положении, в котором наружная уплотняющая поверхность выполнена с возможностью перемещения относительно внутренней поверхности, образованной на наружном элементе, для обеспечения возможности перемещения заглушки коронки внутри наружного элемента.

Предпочтительно в первом положении наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки выполнена с возможностью ее размещения с возможностью расположения в продольном положении, в котором наружная уплотняющая поверхность расположена на расстоянии от внутренней поверхности, образованной на наружном элементе, для обеспечения возможности свободного перемещения заглушки коронки внутри наружного элемента.

Предпочтительно наружная уплотняющая поверхность содержит наружную металлическую поверхность для создания уплотнения типа «металл-металл» во второй конфигурации.

Наружная уплотняющая поверхность может содержать кольцевое уплотнение и предпочтительно содержит два кольцевых уплотнения, расположенных на расстоянии друг от друга в продольном направлении на наружной поверхности заглушки коронки.

Предпочтительно зажимная конструкция содержит муфту, имеющую наружную коническую поверхность, при этом конструкция может также включать в себя кольцевой компонент с внутренней конической поверхностью. Указанные муфта и кольцевой компонент могут быть выполнены с возможностью относительного перемещения в осевом направлении между первым положением, в котором коническая поверхность кольцевого компонента не прикладывает радиальное усилие к муфте, и вторым положением, в котором коническая поверхность кольцевого компонента прикладывает радиальное усилие, достаточное для деформации муфты по направлению вовнутрь, для захвата заглушки коронки.

Предпочтительно кольцевой компонент содержит компрессионное кольцо.

Предпочтительно муфта содержит компрессионное кольцо.

Компрессионная муфта может иметь проходящую в осевом направлении канавку, образованную на наружной периферии, и, предпочтительно, компрессионная муфта имеет множество проходящих в осевом направлении канавок, образованных в радиальном направлении вокруг наружной периферии.

Предпочтительно указанная конструкция включает в себя наружный элемент, который при использовании расположен между внутренней поверхностью муфты и наружной поверхностью заглушки коронки.

Предпочтительно наружный элемент содержит устьевую колонну обсадных труб, проходящую вверх по направлению к морской поверхности.

Предпочтительно наружный элемент содержит устьевую колонну обсадных труб, проходящую вниз по направлению к месторождению и предпочтительно ниже уровня дна моря.

Предпочтительно наружный элемент содержит компрессионную втулку.

Предпочтительно конструкция включает в себя средство для перемещения кольцевого компонента относительно муфты. Предпочтительно средство для перемещения содержит гидравлическое средство для перемещения.

Средство для перемещения может содержать камеру между кольцевым компонентом и верхним компонентом кожуха зажима, при этом камера может находиться под давлением, вызывающим удаление кольцевого компонента от верхнего компонента кожуха зажима. Зажимная конструкция может содержать средство для ввода гидравлической текучей среды, выполненное для введения гидравлической текучей среды в камеру, с тем чтобы вызвать удаление кольцевого компонента от верхнего компонента кожуха зажима.

Средство для перемещения может содержать поршень. Предпочтительно средство для перемещения содержит множество поршней. Предпочтительно поршни размещены радиально вокруг кольцевого компонента.

Указанный или каждый поршень может быть установлен в кожух зажима, а предпочтительно в верхний компонент кожуха зажима. Предпочтительно верхний компонент кожуха зажима установлен на нижнем конце направляющей колонны, проходящей вверх по направлению к морской поверхности. Указанный или каждый поршень может быть расположен таким образом, чтобы он проходил вниз от кожуха зажима и перемещал муфту вниз от кожуха зажима.

Втулка предпочтительно представляет собой компонент, который может быть навинчен посредством резьбы на колонну обсадных труб или может быть размещен в подходящей для размещения и приема области на колонне обсадных труб.

Зажимная конструкция может содержать средство для фиксации, выполненное для фиксации кольцевого компонента во втором положении. Средство для фиксации может содержать фиксирующий элемент, который входит в зацепление с углублением для фиксации, образованным в нижнем компоненте кожуха зажима. Предпочтительно средство для фиксации содержит множество фиксирующих элементов.

Фиксирующий элемент может содержать фиксирующий палец.

Фиксирующий палец может содержать упругий компонент, который принудительно вводится в зацепление с углублением для фиксации в положении фиксации или когда кольцевой компонент достигает второго положения.

Средство для фиксации может содержать средство для снятия фиксации с высвобождением. Предпочтительно средство для снятия фиксации выполнено с возможностью высвобождения указанного или каждого фиксирующего элемента из углубления для фиксации.

Средство для снятия фиксации может содержать средство для перемещения, выполненное для перемещения фиксирующего элемента из положения зацепления с углублением для фиксации. Средство для снятия фиксации может содержать поршень и предпочтительно содержит гидравлический поршень.

Зажимная конструкция может содержать средство для обратного перемещения, выполненное для перемещения кольцевого компонента из второго положения по направлению к первому положению. В частности, средство для обратного перемещения может способствовать отпусканию зажимного усилия между кольцевым компонентом и муфтой.

Предпочтительно средство для обратного перемещения содержит камеру между кольцевым компонентом и нижним компонентом кожуха зажима, при этом камера может находиться под давлением, вызывающим удаление кольцевого компонента от нижнего компонента кожуха зажима.

Средство для перемещения может содержать поршень. Предпочтительно средство для перемещения содержит множество поршней. Предпочтительно поршни размещены радиально вокруг кольцевого компонента.

Указанный или каждый поршень может быть установлен в нижний компонент кожуха зажима. Предпочтительно нижний компонент кожуха зажима установлен на верхнем конце направляющей колонны, проходящей вниз от морской поверхности и/или ниже уровня дна моря. Указанный или каждый поршень может быть расположен таким образом, чтобы он проходил вверх от нижнего компонента кожуха зажима и перемещал муфту вверх с удалением от нижнего компонента кожуха зажима.

Предпочтительно зажимная конструкция содержит подводную зажимная конструкция.

Предпочтительно подводное устье скважины представляет собой скважину, проходящую в продольном направлении от первого верхнего конца до второго нижнего конца.

Зажимная конструкция может быть выполнена с возможностью приложения радиального усилия, достаточного для деформации наружного элемента (втулки) по направлению вовнутрь, с целью захвата заглушки коронки.

Предпочтительно втулка выполнена так, что при использовании она размещена между внутренней поверхностью части зажимной конструкции и наружной поверхностью заглушки коронки.

Предпочтительно втулка содержит цилиндрическую секцию колонны обсадных труб, включающую в себя внутреннюю поверхность и наружную поверхность.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложено устьевое оборудование, включающее в себя конструкцию для закрепления, выполненную для закрепления заглушки коронки внутри устьевого оборудования, причем конструкция для закрепления выполнена в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложен способ закрепления заглушки коронки внутри устьевого оборудования, включающий активацию средства для закрепления с целью закрепления заглушки коронки внутри наружного элемента канала, причем средство для закрепления содержит зажимную конструкцию, при этом способ включает активацию зажимной конструкции с получением одной из первой конфигурации и второй конфигурации, причем в первой конфигурации зажимной элемент находится в незажатой конфигурации и обеспечивает возможность перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента в осевое положение, которое выровнено с зажимным элементом зажимной конструкции, а во второй конфигурации зажимную конструкцию оказывает на наружный элемент радиальное усилие, достаточное для деформации наружного элемента вовнутрь для захвата заглушки коронки и ее закрепления в осевом положении внутри канала.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее настоящее изобретение будет описано исключительно в качестве примера со ссылками на нижеследующие чертежи, на которых:

на фиг. 1 показано поперечное сечение части заглушки коронки, расположенной внутри наружного элемента;

на фиг. 2 представлено подробное поперечное сечение заглушки коронки, расположенной внутри предпочтительного варианта осуществления системы для закрепления заглушки коронки;

на фиг. 3 представлено подробное поперечное сечение заглушки коронки и еще одного варианта осуществления системы для закрепления заглушки коронки; и

на фиг. 4 представлено подробное поперечное сечение заглушки коронки и еще один вариант осуществления системы для закрепления заглушки коронки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к заглушке 10 коронки для устьевого оборудования (фонтанного устьевого оборудования) нефтяной/газовой скважины/устья скважины или для связанного с нефтяной/газовой скважиной/устьем скважины устьевого оборудования и к конструкции 50 для закрепления, выполненной для закрепления заглушки 10 коронки внутри устьевого оборудования. В частности, заглушка 10 коронки имеет простую конструкцию, которая позволяет надежно и легко закреплять и извлекать ее из устьевого оборудования. Кроме того, конструкция 50 для закрепления надежно закрепляет заглушку 10 коронки внутри устьевого оборудования и обеспечивает согласованную многоразовую систему для закрепления заглушки 10 коронки. Кроме того, при закреплении автоматически обеспечивается полностью проходящее в окружном направлении уплотнение типа «металл-металл» между заглушкой 10 коронки и трубопроводом/каналом устьевого оборудования.

Конструкция для закрепления содержит зажимную конструкцию 50, с помощью которого создается направленное внутрь радиальное усилие для деформации (отклонения/сжатия) наружного элемента 30 вовнутрь для захвата компонента, расположенного внутри наружного элемента 30. Наружный элемент 30 упруго деформируется таким образом, что наружный элемент 30 возвращается в высвобожденное положение после отпускания/снятия зажимного усилия. В предпочтительном варианте осуществления две концентрические противоположно расположенные конические поверхности выполнены с возможностью перемещения в осевом направлении друг над другом для создания направленного внутрь усилия. Примеры такой зажимной конструкции будут описаны ниже.

Как показано на фиг. 1, заглушка 10 коронки содержит основной корпус 12, который имеет наружную уплотняющую поверхность 14, которая при установке/закреплении выполнена с возможностью создания уплотнения типа «металл-металл» внутри добычного канала (подводного или поверхностного) горизонтального фонтанного устьевого оборудования. Участок 14а с уплотняющей поверхностью (или его осевая протяженность) показан (показана) на фиг. 1. При использовании заглушка 10 коронки выполнена с возможностью ее размещения внутри наружного элемента 30 устьевого оборудования. Этот наружный элемент 30 может представлять собой горловину подвески насосно-компрессорной трубы, колпак фонтанного устьевого оборудования или корпус фонтанного устьевого оборудования.

Наружный элемент 30 содержит трубу, которая проходит вниз, т.е. от поверхности моря по направлению к уровню дна моря (или за его пределы) и образует часть добычного канала горизонтального фонтанного устьевого оборудования. Наружный элемент 30 имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность 32.

Заглушка 10 коронки выполнена с возможностью перемещения в положение закрепления путем перемещения заглушки 10 коронки в осевом направлении внутри наружного элемента 30. Аналогично, заглушка 10 коронки выполнена с возможностью извлечения путем перемещения заглушки 10 коронки в осевом направлении вверх внутри наружного элемента 30 в выходное положение. Соответственно, наружный профиль заглушки 10 коронки соответствует внутреннему диаметру наружного элемента 30. Таким образом, обеспечивается свободное перемещение заглушки 10 коронки вверх и вниз внутри наружного элемента 30. Это свободное перемещение предотвращает повреждение наружной поверхности заглушки 10 коронки, а также сохраняет целостность заглушки 10 коронки и соответствующей уплотняющей поверхности 14 во время перемещения.

Перемещением заглушки 10 коронки управляют путем зацепления заглушки 10 коронки с удлиненной линией, к которой прикрепляют заглушку 10 коронки. В частности, инструмент для спуска выполнен взаимодействует с заглушкой 10 коронки, и при этом инструмент для спуска содержит тросовую проволоку (расположен на ней) для позиционирования и извлечения заглушки 10 коронки.

Заглушка 10 коронки имеет элемент 16 для прикрепления, к которому может быть прикреплен инструмент для спуска. Элемент 16 для прикрепления образован на верхней поверхности заглушки 10 коронки. Этот элемент 16 для прикрепления содержит горловинную часть 17 и головную часть 18.

Элемент 16 для прикрепления может быть выполнен в виде выступа с общей грибовидной формой, что позволяет легко и надежно вводить головной участок 18 в зацепление с инструментом для спуска и высвобождать его. Под увеличенной головной частью 18 и вокруг горловинной части 17 имеется пространство, обеспечивающее надежное зацепление головной части 18. При обеспечении такого зацепления заглушку 10 коронки можно затем извлечь путем подтягивания вверх по тросовой проволоке или можно осуществлять управляемое снижение заглушки 10 коронки, подвешенной на тросовой проволоке, под действием силы тяжести.

Элемент 16 для прикрепления образован на верхней поверхности основного корпуса 12 заглушки 10 коронки. Основной корпус 12 заглушки 10 коронки содержит твердый корпус для создания барьера внутри добычного канала. Таким образом, твердый корпус создает жесткий, твердый и надежный барьер. В частности, сочетание применения зажимного (сжимающего) усилия закрепления с твердым корпусом обеспечивает усовершенствованную конструкцию заглушки коронки, которая также проста и надежна в эксплуатации.

Заглушка 10 коронки удерживается внутри наружного элемента 30 за счет деформации наружного элемента 30 вовнутрь, при которой происходит захват и зажатие заглушки 10 коронки внутри канала. Заглушка коронки, не содержащая твердый корпус, может естественным образом деформироваться из-за такого большого усилия захвата и, таким образом, использование твердого корпуса решает эту потенциальную проблему. Соответственно, основной корпус 12 заглушки 10 коронки выполнен с возможностью выдерживания и использования этого большого и надежного направленного внутрь усилия захвата/закрепления.

Заглушки коронки из известного уровня техники могут включать в себя шарнирные и подвижные элементы для закрепления, непосредственно установленные на них, и при этом эти элементы активируют для закрепления заглушки коронки на месте. Соответственно, требуется их активация внутри канала, когда заглушка коронки находится в требуемом положении. Для этого может потребоваться передача сигнала или усилий вниз по каналу. Такая передача может быть затруднительной и проблематичной. Кроме того, при возникновении проблем с активацией системы для закрепления может быть затруднительно выявить, диагностировать и устранить проблему. В настоящем изобретении используется наружная система активации, которая помогает решить любые из указанных проблем.

Основной корпус 12 заглушки 10 коронки обеспечивает уплотняющую поверхность 14 для заглушки 10 коронки. Эта уплотняющая поверхность 14 расположена вокруг наружной периферии основного корпуса 12. Уплотняющая поверхность 14 создает полностью проходящее в окружном направлении уплотнение типа «металл-металл» между заглушкой 10 коронки и наружным элементом 30.

Уплотняющая поверхность 14 образована вокруг всей периферийной поверхности основного корпуса 12 и может проходить в осевом направлении вдоль продольной длины основного корпуса 12. Это позволяет обеспечить уплотняющую поверхность на большой и значительной площади поверхности, а не относительно тонкой уплотняющей поверхности. Уплотняющая поверхность 14 проходит в продольном направлении вдоль наружной поверхности основного корпуса 12 от нижнего конца до верхнего конца. Уплотняющая поверхность 14 образована вокруг основного корпуса 12 и окружает твердый корпус, что обеспечивает усиление уплотняющей поверхности 14 и препятствует значительному перемещению (или сжатию) уплотняющей поверхности внутрь или предотвращает его, что может привести к ослаблению захвата между заглушкой 10 коронки и наружным элементом 30.

Как упоминалось выше, уплотняющая поверхность 14 включает в себя удерживающую канавку 21 с размещенным в ней эластомерным уплотнением 20. Эта удерживающая канавка 21 расположена между верхним концом и нижним концом уплотняющей поверхности 14.

Наружная поверхность заглушки 10 коронки содержит профилированную/рельефную поверхность. В частности, уплотняющая поверхность 14 может содержать ряд первых профилированных фланцев/выступов/окаемок и ряд вторых профилированных фланцев/выступов/окаемок, все из которых проходят вокруг периферии наружной поверхности. Первый указанный ряд может создавать/усиливать уплотняющие усилия, а второй указанный ряд может создавать/усиливать усилия захвата/трения.

Первый указанный ряд может содержать ряд (радиальных) выпуклостей 22 или круглых (закругленных/дугообразных) гребней/приподнятых областей (проходящих в окружном направлении упоров/выступов), обеспечивающих уплотнение, а второй указанный ряд может содержать массив (расположенных под углом) зубцов 42 или расположенных под углом гребней, обеспечивающих захват (трение).

Как упоминалось выше, уплотняющая поверхность 14 заглушки 10 коронки содержит ряд радиальных выпуклостей 22 (или выступающих наружу радиальных уплотняющих фланцев) для создания и усиления уплотнения. Эти выпуклости или закругленные гребни образуют периферийные (уплотняющие) ребра, проходящие вокруг заглушки 10 коронки. Радиальные выпуклости 22 содержат ряд периферийных уплотняющих поверхностей, выступающих наружу от заглушки 10 коронки и проходящих вокруг наружной поверхности 14 основного корпуса 12 заглушки 10 коронки. Указанные радиальные выпуклости содержат боковую профилированную поверхность с общей синусоидальной формой, включающей в себя плавно образованный (изогнутый) самый наружный участок (или пик), а не острый пик или профиль зубца пилы.

Радиальные выпуклости 22 разделены желобчатыми областями 24 или периферийными углублениями/канавками. Смежные радиальные выпуклости 22 разделены на равные интервалы, но могут быть разделены на различные интервалы, величина которых может зависеть от их относительного расположения на уплотняющей поверхности 14.

Заглушка 10 коронки включает в себя первый массив радиальных уплотняющих выпуклостей, расположенных в осевом направлении над эластомерным уплотняющим элементом 20. Заглушка 10 коронки может содержать одну или более радиальных уплотняющих выпуклостей, расположенных (возможно, во втором массиве) в осевом направлении ниже уплотняющего элемента 20.

В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, в первом массиве, расположенном над уплотняющим элементом 20, имеются четыре радиальные выпуклости 22, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга. Эти (четыре) радиальные выпуклости 22 эффективно обеспечивают рифление или рифленую конфигурацию вдоль осевого участка наружной уплотняющей поверхности 14. Кроме того, имеется еще одна радиальная выпуклость 22, расположенная рядом с уплотняющим элементом 20. Расстояние разделения между этой радиальной выпуклостью 22 и следующей радиальной выпуклостью 22, расположенной выше, обеспечивает пространство, в котором расположен массив захватных зубцов 42.

В этом варианте осуществления (фиг. 1) одна радиальная выпуклость 22 обеспечена ниже уплотняющего элемента 20 и выше другого массива захватных зубцов 42.

Радиальные выпуклости 22 выполнены с возможностью выступания наружу и контактирования с внутренней поверхностью 32 наружного элемента 30. Таким образом, конструктивное расположение радиальных выпуклостей 22 будет обеспечивать общее эффективное уплотнение и, в частности, множество уплотнений и/или областей с более высокой прочностью уплотнения могут быть обеспечены отдельными радиальными выпуклостями 22, причем каждая радиальная выпуклость 22 толкается и деформируется внутрь при сжатии наружного элемента.

Заглушка 10 коронки также обеспечивает верхнюю область 36 уплотнения и нижнюю область 38 уплотнения/контакта, которые, соответственно, расположены на верхнем конце и нижнем конце заглушки 10 коронки.

Как упоминалось выше, уплотняющая поверхность 14 содержит захватные зубцы 42 для облегчения захвата и фрикционного зацепления между заглушкой 10 коронки и наружным элементом 30. Захватные зубцы 42 содержат расположенные под углом гребни, проходящие вокруг периферии (окружности) заглушки 10 коронки. Эти расположенные под углом гребни образуют периферийные (захватные) ребра, проходящие вокруг заглушки 10 коронки.

В предпочтительном варианте осуществления (показанном на фиг. 1) заглушка 10 коронки содержит первый массив захватных зубцов 42, расположенных выше уплотняющего элемента 20, и второй массив захватных зубцов 42, расположенных ниже уплотняющего элемента 20. Каждый массив захватных зубцов 42 эффективно обеспечивает рифление или рифленую конфигурацию расположенных под углом гребней вдоль осевого участка наружной уплотняющей поверхности 14. Захватные зубцы 42 значительно выступают наружу и обеспечены вокруг всей окружности заглушки 10 коронки. Соответственно, каждый из захватных зубцов 42 образует фланец/кольцо или обод вокруг наружной уплотняющей поверхности заглушки 10 коронки.

Захватные зубцы 42 имеют боковой общий профиль пилообразного зубца или остро го/треугольного пика, а не синусоидальную/плавную форму. Заостренный пик усиливает усилие захвата и/или захватную способность захватных зубцов 42.

Как показано на фиг. 1, заглушка 10 коронки в первом массиве захватных зубцов 42, расположенных выше уплотняющего элемента 20, содержит три захватных зубца 42, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и близко друг к другу. Аналогичным образом, во втором массиве захватные зубцы 42, расположенные ниже уплотняющего элемента 20, расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и близко друг к другу. Заглушка 10 коронки также может включать в себя верхнюю уплотняющую поверхность 36 и нижнюю уплотняющую поверхность 38. Они могут быть расположены на верхнем и нижнем участках уплотняющей поверхности или могут образовывать их.

Захватные зубцы 42, проходящие по направлению к среднему и нижнему участкам (областям) уплотняющей поверхности 14, могут быть расположены ближе друг к другу, чем радиальные выпуклости 22, расположенные в верхней (самой верхней) части уплотняющей поверхности 14.

Радиальные выпуклости 22 обеспечивают самую наружную поверхность, с помощью которой создается уплотнение типа «металл-металл», полностью проходящее в окружном направлении, и/или облегчается его создание, когда активируется зажимная конструкция 50, для обеспечения отклонения наружного элемента 30 вовнутрь. Поскольку зажимная конструкция 50 представляет собой кольцевую зажимную конструкцию, наружный элемент 30 отклоняется/деформируется/перемещается вовнутрь равномерно и одинаково, в результате чего внутренний кольцевой канал постепенно уменьшается в диаметре. Это приводит к общему уменьшению канала внутри наружного элемента 30. Затем это уменьшение приводит к тому, что наружный элемент 30 сначала упирается в уплотняющую поверхность 14 (выпуклости 22/зубцы 42/кольцевое уплотнение (уплотнения) 20), обеспечивая уплотнение и захват заглушки 10 коронки внутри наружного элемента 30. Дальнейшее уменьшение внутреннего диаметра приводит к увеличению уплотняющего усилия/усилия захвата и к захвату/фиксации заглушки 10 коронки на месте внутри наружного элемента 30.

Требуемое отклонение вовнутрь может быть вычислено исходя из материала/размера компонентов (наружного элемента 30, заглушки 10 коронки и т.д.) и, следовательно, уплотняющее усилие и усилие захвата/закрепления также могут быть предварительно заданы и надежно установлены. Зажимная конструкция 50 может быть выполнена с возможностью обеспечения требуемого уплотняющего усилия/усилия захвата без выполнения ручной регулировки во время осуществления процедуры.

Как показано на фиг. 1, уплотняющий элемент 20 расположен на уплотняющей поверхности 14. Уплотняющий элемент 20 содержит эластомерное (упругое) уплотнение 20, расположенное внутри удерживающей канавки 21. В частности, уплотняющий элемент 20 содержит кольцевое уплотнение 20, расположенное на уплотняющей поверхности 14. Это кольцевое уплотнение 20 может быть расположено в средней области уплотняющей поверхности 14 между нижней областью радиальных выпуклостей 22/захватных зубцов 42 и верхней областью радиальных выпуклостей 22/захватных зубцов 42. Следует понимать, что когда наружный элемент 30 отклонен/деформирован/перемещен вовнутрь, создается кольцевая зона уплотнения, которая проходит в продольном/осевом направлении между наружной поверхностью 14 основного корпуса 12 и внутренней поверхностью 32 наружного элемента 30.

После снятия зажимного усилия с наружного элемента 30 наружный элемент 30 возвращается в положение по умолчанию и высвобождает уплотнение, созданное вокруг основного корпуса 12 заглушки 10 коронки. После этого заглушка 10 коронки может быть поднята вверх через добычной канал.

Наружный элемент 30 включает в себя средства для выравнивания, позволяющие надежно устанавливать заглушку 10 коронки в правильное положение уплотнения (для ее выравнивания с зажимной конструкцией 50). Это средство для выравнивания включает в себя проходящий вовнутрь фланец или буртик 34, образованный на внутренней поверхности 32 наружного элемента 30. Это буртик 34 выступает вовнутрь в добычной канал.

В предпочтительном варианте осуществления заглушка 10 коронки содержит взаимодействующую выравнивающую поверхность/буртик 26 на нижнем конце или вблизи нижнего конца.

Однако в альтернативных вариантах осуществления взаимодействующая выравнивающая поверхность/буртик могут быть обеспечены на верхнем конце или вблизи верхнего конца заглушки 10 коронки. Например, проходящий наружу фланец 27 может быть обеспечен на верхнем конце, который выполнен с возможностью примыкания к буртику 35, как показано на фиг. 3 и фиг. 4. В таком варианте расположения уплотняющая поверхность (поверхности) 14 заглушки 10 коронки будет расположена ниже буртика 35. В альтернативных вариантах осуществления могут быть предложены другие положения и места для взаимодействующей выравнивающей поверхности/буртика 26.

В предпочтительном варианте осуществления нижний конец основного корпуса 12 заглушки 10 коронки имеет взаимодействующую выравнивающую поверхность 26 (выравнивающий буртик). Эта выравнивающая поверхность 26 содержит нижнюю кромку основного корпуса 12. Нижняя кромка основного корпуса 12 заглушки 10 коронки содержит скошенную или наклонную поверхность (буртик 26), которая входит в зацепление и взаимодействует с соответствующей посадочной поверхностью (буртиком 34), обеспеченной на наружном элементе 30.

Заглушку 10 коронки опускают вниз по добычному каналу до тех пор, пока нижняя кромка (выравнивающая поверхность 26) основного корпуса 12 заглушки 10 коронки не упрется и не будет опираться на выравнивающий буртик 34, обеспеченный на наружном элементе 30. При этом будет обеспечено правильное посадочное положение заглушки 10 коронки. В этом местоположении зажимная конструкция 50 затем может быть активирована для приведения в действие уплотнения заглушки 10 коронки. Зажимное усилие поддерживается до тех пор, пока требуется наличие заглушки 10 коронки. Когда необходимо осуществить доступ дальше вниз по добычному каналу, зажимное усилие может быть отпущено и заглушка 10 коронки может быть извлечена. Это, таким образом, позволит открыть доступ в добычной канал. Впоследствии, когда отпадет необходимость в обеспечении доступа вниз по добычному каналу, зажимная конструкция может быть снова использована для повторного закрепления заглушки 10 коронки внутри добычного канала.

Наружная поверхность и, в частности, уплотняющая поверхность 14 заглушки 10 коронки может иметь коническую форму. Коническая наружная поверхность выполнена с возможностью зацепления/закрепления внутри соответствующего конического участка наружного элемента 30. В этих вариантах осуществления перед активацией зажимной конструкции 50 начальный зазор между внутренней поверхностью 32 наружного элемента 30 и наружной уплотняющей поверхностью 14 заглушки 10 коронки минимизируют.

Как объяснялось выше, зажимная конструкция 50 деформирует и отклоняет/сжимает наружный элемент 30 вовнутрь для захвата и закрепления заглушки 10 коронки внутри канала. Наружный элемент 30 упруго деформируется таким образом, что наружный элемент 30 возвращается в исходное положение после снятия зажимного усилия. Соответственно, для обеспечения этих свойств материала наружного элемента 30 расстояние отклонения вовнутрь ограничено и не является бесконечным. В концентрическом осевом канале может потребоваться обеспечить деформацию вовнутрь на первое расстояние, прежде чем наружный элемент 30 фактически вступит в контакт с заглушкой 10 коронки. Соответственно, это зажимное усилие является неэффективным и может не приниматься во внимание. В вариантах осуществления с соответствующими коническими поверхностями обеспечение этого начального расстояния способствует направлению усилия захвата/уплотняющего усилия и, таким образом, максимизирует усилие зажимной конструкции 50 при закреплении заглушки 10 коронки внутри наружного элемента 30.

Такая коническая конфигурация также может способствовать осевому выравниванию заглушки 10 коронки, обеспечивая предварительно заданную посадочную зону внутри наружного элемента 30. Заглушка 10 коронки равномерно сужается вовнутрь (с небольшой конусностью) от верхнего участка к нижнему участку таким образом, что диаметр заглушки 10 коронки является большим на верхнем участке, чем на нижнем участке. Верхний участок может образовывать верхнюю часть уплотняющей поверхности 14, либо располагаться на ней или рядом с ней. Аналогичным образом, нижний участок может образовывать нижнюю часть уплотняющей поверхности 14, либо располагаться на ней или рядом с ней.

Соответственно, в настоящем изобретении предложен новый тип заглушки 10 коронки, которая может быть установлена с использованием системы сжатия POS-GRIP, которая работает как зажимная конструкция 50. Заглушка 10 коронки согласно настоящему изобретению содержит цельную твердую заглушку 10 коронки, которая проста в установке и имеет повышенную надежность по сравнению с обычными заглушками коронки.

На фиг. 1 показано поперечное сечение заглушки 10 коронки, приведенной в действие с помощью POS-GRIP. Как упоминалось выше, заглушка 10 коронки представляет собой твердую цельную конструкцию и расположена внутри канала наружного элемента 30, который может представлять собой горловину подвески насосно-компрессорной трубы, колпак фонтанного устьевого оборудования или корпусную часть фонтанного устьевого оборудования. При спуске заглушки 10 коронки не возникает начальных помех, поэтому заглушка 10 коронки защищена и ее извлечение может быть осуществлено непосредственно путем простого вытягивания.

Заглушку 10 коронки приводят в действие с помощью системы сжатия POS-GRIP, примеры которой показаны на фиг. 2-4. При активации системы сжатия POS-GRIP наружный элемент 30 упруго отклоняется по направлению к заглушке 10 коронки. При этом между заглушкой 10 коронки и наружным элементом 30 создается контактное давление. Заглушка 10 коронки имеет сплошной профиль уплотнения типа «металл-металл» по наружному диаметру заглушки 10 коронки.

Контактное давление, обеспечиваемое системой сжатия, задействует уплотнение типа «металл-металл» и обеспечивает поддержание нагрузки за счет трения и/или прочности на сдвиг радиальных выпуклостей 22 и/или захватных зубцов 42 на захватываемой поверхности 14. Система POS-GRIP является полностью упругой. Соответственно, все компоненты работают в пределах диапазона упругости и когда систему сжатия высвобождают, сквозной канал наружного элемента 30 возвращается в исходное состояние. Таким образом, после высвобождения системы сжатия между заглушкой 10 коронки и наружным элементом 30 нет никаких помех.

Выпуклости 22 и зубцы 42 могут быть образованы по наружному диаметру заглушки 30 коронки для обеспечения большей осевой нагрузочной способности. Эластомерные уплотнения 20 также могут обеспечивать опору для уплотнения типа «металл-металл».

Выступающий буртик 34 может быть образован в сквозном канале наружного элемента 30 для обеспечения возможности точной посадки заглушки 10 коронки в оптимальном положении относительно системы 50 сжатия POS-GRIP.

Как показано на фиг. 2-4, для задействования заглушки 10 коронки могут быть использованы различные возможные конфигурации системы сжатия POS-GRIP. Во всех трех конфигурациях коническая поверхность сопряжения между твердым компрессионным кольцом 52 и корпусом с соответствующей конусностью используется для обеспечения радиального (вовнутрь) смещения для приведения в действие заглушки 10 коронки. Это достигается, когда компрессионное кольцо 52 смещено в осевом направлении, в результате чего создается радиальная нагрузка на корпусах внутри компрессионного кольца 52. Осевое смещение компрессионного кольца 52 предпочтительно достигается с помощью цельных поршней 60 или штифтовых крепежных элементов, но может достигаться с помощью других средств.

Профиль инструмента для спуска/извлечения выполнен за одно целое с заглушкой 10 коронки и может быть выполнен с возможностью обеспечения соответствия любому типу инструмента. Два возможных варианта представлены на фиг. 2 и фиг. 4. На фиг. 1 и фиг. 2 элемент 16 для прикрепления выступает вверх с горловинной частью 17 и головной частью 18. Однако элемент для прикрепления, показанный на фиг. 3 и фиг. 4, содержит углубление 90 для прикрепления, в которое может выступать часть инструмента для спуска и, таким образом, обеспечивать зацепление заглушки 10 коронки. В этом углублении 90 может быть образована канавка 92 для зацепления внутри цилиндрического углубления. Опять же, это позволяет исключить использование каких-либо подвижных/шарнирных частей на заглушке 10 коронки.

На фиг. 2 показана система сжатия POS-GRIP с одним компрессионным кольцом, в которой конусы выполнены за одно целое с компрессионным кольцом 52 и наружным элементом 30. Средства для смещения в осевом направлении компрессионного кольца 52 показаны в виде цельных поршней 60 с гидравлическим приводом. Однако это может быть достигнуто и с помощью других средств. Система сжатия POS-GRIP обеспечивает энергию, необходимую для сжатия наружного элемента 30 для задействования заглушки 10 коронки.

Верхнее противодействующее кольцо 54 используется для предотвращения отскока компрессионного кольца 52 после сброса гидравлического давления. Однако компрессионное кольцо 52 может удерживаться и с помощью других средств.

Закругленные гребни (радиальные выпуклости) 22, показанные на фиг. 2, расположены на верхнем участке уплотняющей поверхности 14. Расположенные под углом гребни (захватные зубцы) 42 расположены на нижнем участке уплотняющей поверхности 14.

На фиг. 3 показана система сжатия POS-GRIP с одним компрессионным кольцом, в которой коническая поверхность сопряжения на компрессионном кольце 70 плотно прилегает к соответствующей конусной поверхности на разъемной муфте 72, расположенной между компрессионным кольцом 70 и наружным элементом 30. Когда компрессионное кольцо 70 смещают в осевом направлении, разъемная муфта 72 смещается вовнутрь, создавая радиальную нагрузку на наружный элемент 30, который задействует заглушку 10 коронки.

Средства для смещения в осевом направлении компрессионного кольца 70 показаны в виде штифтовых крепежных элементов 74, которые могут вкручены с помощью гидравлических натяжителей или динамометрического инструмента. Однако это может быть достигнуто и с помощью других средств. В случае использования штифтовых крепежных элементов 74 для предотвращения отскока компрессионного кольца, как правило, используют гайки 76, как показано на чертеже. Как упоминалось выше, в этом варианте осуществления используют верхний (посадочный/указательный) буртик 35 и указательную/выравнивающую поверхность 27.

Отдельные закругленные гребни (радиальные выпуклости) 22, показанные на фиг. 3, расположены непосредственно рядом с уплотняющими элементами 20 и предпочтительно в самом верхнем и самом нижнем положениях на уплотняющей поверхности 14. Расположенные под углом гребни (захватные зубцы) 42 расположены между закругленными гребнями 22 уплотняющей поверхности 14.

На фиг. 4 показана система сжатия POS-GRIP с двойным компрессионным кольцом, в которой два компрессионных кольца 80, 82 плотно прилегают к соответствующим конусным поверхностям на разъемной муфте 84, расположенной между компрессионными кольцами 80, 82 и наружным элементом 30. Средства для смещения компрессионного кольца в осевом направлении могут быть обеспечены с помощью гидравлических натяжителей, динамометрического инструмента или других средств. Как упоминалось выше, в этом варианте осуществления используют верхний (посадочный/указательный) буртик 35 и указательную/выравнивающую поверхность 27.

Отдельные закругленные гребни (радиальные выпуклости) 22, показанные на фиг. 3, расположены непосредственно рядом с уплотняющими элементами 20 и предпочтительно в самом верхнем и самом нижнем положениях на уплотняющей поверхности 14. Расположенные под углом гребни (захватные зубцы) 42 расположены между закругленными гребнями 22 уплотняющей поверхности 14.

В настоящем изобретении используется зажимная конструкция 50 для упругого отклонения наружного элемента 30 с целью фиксации и активации уплотнений на заглушке 10 коронки. В основном варианте применения настоящего изобретения наружный элемент 30 представляет собой корпусную часть фонтанного устьевого оборудования, колпак фонтанного устьевого оборудования или корпусную часть подвески насосно-компрессорной трубы.

Заглушка 10 коронки имеет такие же функциональные возможности, что и обычные заглушки, но содержит более надежное средство для ее установки и высвобождения, а также высококачественное уплотнение типа «металл-металл». В отличие от известных заглушек, для установки и высвобождения заглушки 10 коронки не требуется приложение давления или выбивание прихваченной коронки с применением тросовой проволоки. Заглушка 10 коронки представляет собой однокомпонентную конструкцию, в которой устранено сложное взаимодействие подвижных частей внутри ствола скважины, которое может приводить к возникновению проблем при установке или извлечении. Таким образом, для выполнения установки не требуются какие-либо фиксаторы или стопоры. Компоненты, используемые для установки или извлечения заглушки 10 коронки, являются наружными, т.е. все подвижные части, используемые для установки, доступны и ремонтопригодны.

Множество экземпляров этой конструкции можно использовать последовательно (верхняя и нижняя заглушки коронки), с тем чтобы обеспечить множество барьеров в стволе скважины.

В целом, настоящее изобретение относится к применению технологии POS-GRIP для задействования заглушки 10 коронки с целью обеспечения поддержания нагрузки и уплотнения внутри наружного элемента 30, такого как подвеска насосно-компрессорной трубы или фонтанное устьевое оборудование. Цельная твердая заглушка коронки повышает надежность установки и высвобождения. Настоящее изобретение обеспечивает высокую способность к фиксации, достигаемой с помощью технологии POS-GRIP. Кроме того, настоящее изобретение содержит высококачественное основное уплотнение типа «металл-металл». Кроме того, эластомерные уплотнения 20 обеспечивают опору для основного уплотнения типа «металл-металл».

Изобретение относится к способу и системе для закрепления заглушки коронки, и устью скважины, содержащему такую систему. Техническим результатом является обеспечение усовершенствования конструкции заглушки коронки, которая также проста и надежна в эксплуатации. Система содержит наружный элемент канала, заглушку коронки и средство для закрепления, выполненное для закрепления заглушки коронки внутри указанного наружного элемента. Средство для закрепления содержит зажимную конструкцию, активируемую с получением одной из первой конфигурации и второй конфигурации. В первой конфигурации зажимной элемент находится в незажатой конфигурации и обеспечивает возможность перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента в осевое положение, которое выровнено с зажимным элементом зажимной конструкции. Во второй конфигурации зажимная конструкция оказывает на наружный элемент радиальное усилие, достаточное для деформации наружного элемента вовнутрь для захвата заглушки коронки и ее закрепления в осевом положении внутри канала. Заглушка коронки содержит неразъемный компонент, содержащий цельный компонент. При переводе из незажатого положения в зажатое положение требуется только позиционирование заглушки коронки в зажатом положении без необходимости в выполнении каких-либо манипуляций с какими-либо элементами для закрепления, расположенными на заглушке коронки. Заглушка коронки выполнена с возможностью закрепления на месте исключительно с помощью зажимной конструкции. Заглушка коронки выполнена с возможностью закрепления на месте исключительно путем перемещения элементов, расположенных снаружи наружного элемента. Заглушка коронки содержит основной корпус, выполненный с возможностью создания барьера поперек наружного элемента. Основной корпус содержит твердый корпус, и твердый корпус обеспечивает пробку, которая заполняет наружный элемент в пределах зоны уплотнения, и при этом зона уплотнения проходит вдоль осевой длины наружного элемента. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система для закрепления заглушки коронки, содержащая наружный элемент канала, заглушку коронки и средство для закрепления, выполненное для закрепления заглушки коронки внутри указанного наружного элемента,

причем указанное средство для закрепления содержит зажимную конструкцию, активируемую с получением одной из первой конфигурации и второй конфигурации, причем

в первой конфигурации зажимной элемент находится в незажатой конфигурации и обеспечивает возможность перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента в осевое положение, которое выровнено с зажимным элементом зажимной конструкции, а

во второй конфигурации зажимная конструкция оказывает на наружный элемент радиальное усилие, достаточное для деформации наружного элемента вовнутрь для захвата заглушки коронки и ее закрепления в осевом положении внутри канала, причем заглушка коронки содержит неразъемный компонент, содержащий цельный компонент, и причем при переводе из незажатого положения в зажатое положение требуется только позиционирование заглушки коронки в зажатом положении без необходимости в выполнении каких-либо манипуляций с какими-либо элементами для закрепления, расположенными на заглушке коронки, при этом заглушка коронки выполнена с возможностью закрепления на месте исключительно с помощью зажимной конструкции, и заглушка коронки выполнена с возможностью закрепления на месте исключительно путем перемещения элементов, расположенных снаружи наружного элемента, причем заглушка коронки содержит основной корпус, выполненный с возможностью создания барьера поперек наружного элемента, и при этом основной корпус содержит твердый корпус, и твердый корпус обеспечивает пробку, которая заполняет наружный элемент в пределах зоны уплотнения, и при этом зона уплотнения проходит вдоль осевой длины наружного элемента.

2. Система для закрепления заглушки коронки по п. 1, в которой заглушка коронки и наружный элемент во второй конфигурации создают уплотнение типа «металл-металл».

3. Система для закрепления заглушки коронки по п. 2, в которой заглушка коронки и наружный элемент во второй конфигурации создают металлическое уплотнение типа «металл-металл», полностью проходящее в окружном направлении.

4. Система для закрепления заглушки коронки по любому предшествующему пункту, в которой заглушка коронки содержит наружную уплотняющую поверхность, содержащую металлическую уплотняющую поверхность и эластомерное уплотнение.

5. Система для закрепления заглушки коронки по любому предшествующему пункту, в которой заглушка коронки содержит наружную уплотняющую поверхность, содержащую профилированную уплотняющую поверхность,

причем профилированная уплотняющая поверхность содержит ряд полностью проходящих в окружном направлении закругленных гребней, проходящих вокруг наружной уплотняющей поверхности, и

при этом смежные закругленные гребни разделены полностью проходящими в окружном направлении углублениями.

6. Система для закрепления заглушки коронки по п. 5, в которой наружная уплотняющая поверхность содержит верхний массив закругленных гребней и нижний массив закругленных гребней,

при этом верхний массив закругленных гребней расположен на верхней части заглушки коронки и выше уплотняющего элемента, а нижний массив закругленных гребней расположен на нижней части заглушки коронки и ниже уплотняющего элемента.

7. Система для закрепления заглушки коронки по п. 5 или 6, в которой профилированная уплотняющая поверхность содержит второй ряд расположенных на расстоянии друг от друга в осевом направлении гребней, содержащих ряд полностью проходящих в окружном направлении расположенных под углом гребней, проходящих вокруг наружной уплотняющей поверхности, и при этом смежные расположенные под углом гребни разделены полностью проходящими в окружном направлении углублениями.

8. Система для закрепления заглушки коронки по любому предшествующему пункту, в которой наружный элемент содержит указательный буртик, который расположен так, что при использовании он взаимодействует с указательной поверхностью на заглушке коронки с целью выравнивания заглушки коронки относительно зажимной конструкции.

9. Система для закрепления заглушки коронки по п. 8, в которой указательная поверхность заглушки коронки образована нижней кольцевой поверхностью, которая образована вокруг нижней наружной кромки заглушки коронки.

10. Система для закрепления заглушки коронки по любому предшествующему пункту, в которой наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки имеет коническую форму, и при этом коническая наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующим коническим участком наружного элемента.

11. Система для закрепления заглушки коронки по любому предшествующему пункту, в которой заглушка коронки содержит элемент для прикрепления инструмента.

12. Система для закрепления заглушки коронки по п. 11, в которой элемент для прикрепления инструмента расположен на верхней поверхности заглушки коронки.

13. Система для закрепления заглушки коронки по п. 12, в которой элемент для прикрепления инструмента содержит выступ, отходящий в сторону вверх от верхней поверхности основного корпуса заглушки коронки.

14. Система для закрепления заглушки коронки по п. 12, в которой элемент для прикрепления инструмента содержит углубление, проходящее вовнутрь в заглушку коронки.

15. Система для закрепления заглушки коронки по любому предшествующему пункту, в которой в первом положении наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки выполнена с возможностью ее размещения в продольном положении, в котором наружная уплотняющая поверхность выполнена с возможностью перемещения относительно внутренней поверхности, образованной на наружном элементе, для обеспечения возможности перемещения заглушки коронки внутри наружного элемента.

16. Система для закрепления заглушки коронки по любому предшествующему пункту, в которой зажимная конструкция содержит муфту с наружной конической поверхностью,

при этом конструкция также может включать в себя кольцевой компонент с внутренней конической поверхностью, муфта и кольцевой компонент выполнены с возможностью относительного перемещения в осевом направлении между первым положением, в котором коническая поверхность кольцевого компонента не прикладывает радиальное усилие к муфте, и вторым положением, в котором коническая поверхность кольцевого компонента прикладывает радиальное усилие, достаточное для деформации муфты по направлению вовнутрь, для захвата заглушки коронки.

17. Устье скважины, включающее в себя систему для закрепления, выполненную для закрепления заглушки коронки внутри устья скважины, при этом система для закрепления выполнена в соответствии с любым из пп. 1-16.

18. Способ закрепления заглушки коронки внутри устьевого оборудования, включающий активацию средства для закрепления с целью закрепления заглушки коронки внутри наружного элемента канала,

причем средство для закрепления содержит зажимную конструкцию, а

способ включает активацию зажимной конструкции с получением одной из первой конфигурации и второй конфигурации, причем

в первой конфигурации зажимной элемент находится в незажатой конфигурации и обеспечивает возможность перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента в осевое положение, которое выровнено с зажимным элементом зажимной конструкции, а

во второй конфигурации зажимная конструкция оказывает на наружный элемент радиальное усилие, достаточное для деформации наружного элемента вовнутрь для захвата заглушки коронки и ее закрепления в осевом положении внутри канала, и

причем заглушка коронки содержит неразъемный компонент, содержащий цельный компонент, и причем при переводе из незажатого положения в зажатое положение требуется только позиционирование заглушки коронки в зажатом положении без необходимости в выполнении каких-либо манипуляций с какими-либо элементами для закрепления, расположенными на заглушке коронки, при этом заглушка коронки выполнена с возможностью закрепления на месте исключительно с помощью зажимной конструкции, и заглушка коронки выполнена с возможностью закрепления на месте исключительно путем перемещения элементов, расположенных снаружи наружного элемента, причем заглушка коронки содержит основной корпус, выполненный с возможностью создания барьера поперек наружного элемента, и при этом основной корпус содержит твердый корпус, и твердый корпус обеспечивает пробку, которая заполняет наружный элемент в пределах зоны уплотнения, и при этом зона уплотнения проходит вдоль осевой длины наружного элемента.